PTT0 - odp.wps

PODSTAWY TELEKOMUNIKACJI
Egzamin 0 - 27.01.2011
(za każde polecenie - 6 punktów)
1. W systemie transmisji danych, w którym zastosowano koder transmisyjny kodu
2B1Q szerokość pasma kanału pozwoliła na przesyłanie danych z maksymalną
szybkością 20 kbit/s
a. Jaką maksymalną szybkość transmisji możemy uzyskać po zamianie kodera na koder
kodu unipolarnego NRZ? Jeżeli ulegnie ona zmianie to wyjaśnij dlaczego.
2B1Q -> T = 2
Szybkość transmisji Rb = 20 kbit/s
Rb = T * B
B = Rb/T
B = 20/2 = 10kHz
NRZ -> T = 1
Rb = T * B
Rb = 1*10 = 10 kbit/s
Maksymalna prędkość transmisji zależy od współczynnika wykorzystania pasma.
b. Narysuj widmo sygnału na wyjściu kodera kodu unipolarnego NRZ, jeżeli sygnał
danych ma charakter
okresowy o okresie 8 bitów (szybkość transmisji wyliczona w punkcie a).
Rb = 1/Tb = 10kHz
2. Gęstość mocy szumu w kanale wynosi N0 = 0.25*10-6 W/Hz, moc nadajnika S = 255
mW, a pasmo kanału B wynosi 4 kHz.
a. Oblicz maksymalną przepustowość (pojemność kanału).
C = B * log2(1+S/(No*B))
C = 4*103 * log2(1+ (255*10-3/(0.25*10-6 * 4*103)))
C = 4000 * log2( 1 + 255) = 4000 * 8
C = 32 kBit/s
b. Co określa maksymalna przepustowość kanału (czyli o czym mówi nam ten
parametr)?
Ta wielkość oznacza, że 32 kBit/s jest maksymalną przepustowością kanału, jaką teoretycznie
możemy osiągnąć, przesyłając dane z BER = 0
c. Zaproponuj wartościowość modulacji QAM, jaką musimy zastosować, aby przesyłać
dane z szybkością równą pojemności kanału.
Rb = 32 kBit/s
B = 4 kHz
Rb = T * B
T = Rb/B
T=32/4= 8bit
256QAM
3. Urządzenie końcowe generuje dane z szybkością 24 kbit/s.
a. Jakie pasmo kanału będzie potrzebne, jeżeli zastosujemy modulatory: BPSK, QPSK,
16QAM lub 64QAM?
Rb = 24 kbit/s
Rb = T * B
B = Rb/T
BPSK
T=1 B = 24/1 = 24 kHz
QPSK
T=2 B = 24/2 = 12 kHz
16QAM
T=4 B = 24/4 = 6 kHz
64QAM
T=6 B = 24/6 = 4 kHz
b. Jaki rodzaj modulatora będziemy musieli zastosować, jeżeli przed modulator 16QAM
dodamy koder FEC o współczynniku R = 2/3 (pasmo kanału wyliczone dla modulatora
16QAM w punkcie a zostaje bez zmian)?
B = 6 kHz
R = 2/3
Rb = 24 / R = 36 kbit/s
Rb = T * B
T = Rb/B
T = 36/ 6 = 6 bit
64QAM
4. Wyjaśnij cel stosowania modulacji wielotonowej OFDM. Jaki jest zysk z jej
stosowania w porównaniu do systemu z jedną nośną?
Wraz ze wzrostem liczby podnośnych właściwości widmowe sygnału zbliżają się do idealnych, co
prowadzi do uzyskania wyższych jakości transmisji niż w systemie z pojedyncza fala nośną.
Zalety OFDM:
- Eliminacja zakłóceń powodowanych przez interferencję międzysymbolową ISI (InterSymbol
Interference)
- Wysoka efektywność widmowa
- Duża elastyczność umożliwiająca optymalizację systemu pod kątem maksymalnej
przepływności przez odpowiednią alokację mocy i wartościowości modulacji w podkanałach.
5. W systemie transmisyjnym do detekcji błędów zastosowano kod cykliczny CRC-3 o
wielomianie generacyjnym g(x) = x3 + x + 1. Znajdź słowo kodowe na wyjściu kodera
jeżeli na jego wejście podano blok danych: 0 0 1 1 1 0 1 1 . Dlaczego we wszystkich
współczesnych protokołach ARQ do wykrywania błędów stosuje się wyłącznie kody
cykliczne?
0 0 1 1 1 0 1 1 0 0 0 <- 3 zera bo 3-ci stopień wielomianu
Reszta: 011
Na wyjściu mamy: 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1
Zalety CRC:
- prosty (tani) koder i dekoder
- operacje kodowania i dekodowania są identyczne - zajmują tyle samo czasu
- możemy użyć tego samego kodera dla różnych długości bloku danych
- kodowanie i dekodowanie mogą rozpocząć się zanim zostanie odebrany cały blok danych
6. Krótko omów trzy podstawowe procesy zachodzące podczas zamiany sygnału
analogowego mowy na cyfrowy zgodnie ze standardem PCM: próbkowanie,
kwantowanie i kodowanie. Podaj stosowane w tym standardzie parametry:
częstotliwość próbkowania, liczbę poziomów kwantyzacji oraz szybkość na wyjściu
kodera.
Na podstawie twierdzenia o próbkowaniu, sygnał mowy poddawany jest próbkowaniu z
częstotliwością dwukrotnie większą, niż maksymalna częstotliwość występująca w jego widmie,
jest to częstotliwość próbkowania.
Następnie spróbkowany sygnał zostaje skwantowany - każdej próbce sygnału zostaje przypisany
jeden ze zbioru dopuszczalnych poziomów sygnału (np. o najbliższej wartości) - liczba tych
poziomów to liczba poziomów kwantyzacji.
Po skwantowaniu wartości próbek następuje ich kodowanie - każda wartość próbki zostaje
zapisana na określonej liczbie bitów. Szybkość na wyjściu kodera to częstotliwość próbkowania,
wymnożona przez liczbę bitów użytych na zakodowanie próbki, jest mierzona w [b/s]
7. ISDN dostęp podstawowy z punktu widzenia abonenta - co zyskujemy w porównaniu
z dostępem analogowym?
Korzyści:
- szybsze przesyłanie danych,
- uzyskiwanie połączeń w krótkim czasie,
- możliwość przesyłania dźwięku, obrazu, teletekstu za pomocą linii telefonicznej,
- możliwość podłączenia kilku urządzeń o różnym przeznaczeniu do jednej linii
- jednoczesne korzystanie z 2 połączeń (rozmowa + przesyłanie danych),
- gwarancja jakości sygnału niezależnie od odległości,
- w czasie połączenia nie pojawią się zakłócenia.
8. W systemie telefonii komórkowej GSM w fazie 2+ pojawiły się modyfikacje: HSCSD,
GPRS i EDGE. Napisz krótko, na czym one polegają i jakie wprowadzają usprawnienia w
porównaniu z wersją z fazy 1. Dla każdego z systemów oszacuj (na podstawie podanych
poniżej parametrów) maksymalną możliwą do uzyskania szybkość transmisji.
W fazie l systemu GSM szybkość fizyczna w jednej szczelinie wynosiła 22.8 kbit/s, a
oferowana użytkownikowi - 9600 bit/s (lub 14400 bit/s).
HSCSD: high speed circuit switched data - możliwość łączenia kilku szczelin (po 9.6 lub 14.4kbps),
łączenie 3 szczelin w każdym kierunku dla dostępu asymetrycznego i symetrycznego,
maksymalna szybkość transmisji 115.2 kbps (połączenie 8miu szczelin -możliwa sprzeczność z
powyższym)
GPRS: general packet radioservice – część kanałów została wydzielona i przeznaczona na
pakietową transmisję danych, dzięki której użytkownik płąci tylko za ilość pobranych danych.
Możliwość uzyskania maksymalnej prędkości 171,2kb/s na jednym kanale radiowym.
Udostępnione musiałyby być wtedy wszystkie szczeliny czasowe czyli 8.
EDGE: enhanced data for GSM evolution- zamiana modulacji GMSK na 8PSK( z 2 wartościowej
na 8 wartościową) co pozwala zwiększyć trzy razy szybkość transmisji w szczelinie z 22.8kb/s na
68.4kb/s. Umożliwia dynamiczną zmianę szybkości nadawania pakietów w zależności od
warunków transmisji. Obecnie większość sieci radiowych GSM umożliwia wykorzystanie
maksymalnie 4 szczelin czasowych do transmisji w stronę terminala w idealnych warunkach
przepływność danych może osiągnąć 236.8kb/s.
9. W jaki sposób na jednej linii telefonicznej koegzystują dwa różne systemy: PSTN i
ADSL?
Możliwa jest dzięki temu, że korzystają z różnych częstotliwości
Dlaczego modemy ADSL przesyłają dane z szybkościami rzędu Mbit/s, a najszybsze
modemy tzw. „wdzwaniane” pracujące na tych samych łączach mogły przesyłać dane z
szybkościami zaledwie do 56 kbit/s?
Ponieważ modemy wdzwaniane operują na węższym paśmie częstotliwości. ADSL operuje na
częstotliwościach od 0 do 1 Mhz. Modemy „wdzwaniane” muszą konwertować sygnał cyfrowy
na analogowy, a po stronie odbiorcy z analogowego na cyfrowy. W technologii ADSL sygnał po
obu stronach jest cyfrowy.
10. Odpowiedz na pytania:
a. Ile można prowadzić jednocześnie rozmów w łączu ISDN PRA przy kodowaniu mowy
według standardu G.711?
- ISDN BA: 2 rozmowy
- ISDN PRA: 30 rozmów
b. Jak nazywa się protokół sygnalizacji abonenckiej stosowany w systemie ISDN?
DSS1 - Digital Subscriber Signalling System No 1
c. Jaka jest szybkość transmisji w kanale D w dostępie ISDN BA?
16kbit/s,
d. Jaka metoda wielodostępu stosowana jest w systemie UMTS?
WCDMA - Wideband Code Division Multiple Access
e. Która z poniżej wymienionych usług znajduje się w grupie teleusług w systemie GSM?
telefaks analogowy, koder mowy 13 kbit/s, CLIP/CLIR, telefonia 3.1 kHz,
wideotelefonia, AOC, telefaks cyfrowy, krótkie wiadomości SMS
- telefaks analogowy
-koder mowy 13 kbit/s
-krotkie wiadomosci SMS